Lenseignement dexploration Cration et Innovation technologique IGEN STI

L’enseignement d’exploration « Création et Innovation technologique » IGEN STI Avril 2010

Deux approches possibles Verticale pour découvrir comment un produit répond à un besoin et comment il fonctionne Sciences de l’Ingénieur Pour une analyse au cœur des systèmes Transversale pour découvrir comment et pourquoi un produit technique évolue Création et Innovation Technologique Pour une découverte des lois d’évolutions des systèmes

Des thématiques sociétales communes Thèmes généraux Exemples d’études La mobilité Les véhicules individuels et les transports collectifs, les énergies utilisées, le pilotage et la sécurité, … Le sport Les sports de glisse, mécaniques, etc, les matériaux et vêtements techniques, la mesure de performance, … La santé L’imagerie, l’investigation physiologique, l’observation non invasive, l’assistance à l’intervention médicale, … L’habitat La performance énergétique, la maison à énergie positive passive, la domotique, … L’énergie Les énergies renouvelables, le stockage et la distribution, … La communication La téléphonie, les interfaces de communication, les réseaux… La culture et les loisirs Le son et l’image, les jeux vidéo, les musées en ligne, … Les infrastructures Les viaducs, les tours, les tunnels… La bionique Prothèses, robots humanoïdes, drones, solutions techniques recopiant le vivant, … La dématérialisation des Monnaie; réservation en ligne, bureau virtuel, … biens et des services

Création et Innovation Technologique L’enregistrement HIFI CIT : Principe général L’enregistrement magnétique La conversion Analogique Numérique Pour comprendre comment la créativité et l’innovation sont les moteurs de l’évolution technologique La diode Laser La mémoire Flash La compression numérique Solution innovante Principes et lois d’évolution

CIT : Stratégie globale Création et Innovation Technologique Découvrir les lois d’évolution des systèmes… …et découvrir l’intérêt de l’innovation en réalisant un projet technologique simple

Création et Innovation technologique Les objectifs généraux Explorer les 3 champs technologiques des bacs STI Découvrir concrètement l’innovation technologique et ses enjeux Découvrir la créativité technologique par le projet Activités d’analyses de supports technologiques innovants. 1/2 à 2/3 des 54 heures Activités de projet de créativité. 1/2 à 1/3 des 54 heures Activités passionnantes porteuses de sens…

Création et Innovation technologique Des objectifs associés La prise en compte de l’orientation La découverte de l’innovation et de la propriété industrielle L’ouverture vers les entreprises et les métiers L’ouverture de l’enseignement à des experts d’autres domaines (économie, design, industrie. . )

CIT : Innovations et entreprises locales Site OSEO régional OSEO Direction Régionale Lorraine 10, route de l’aviation, technopole de Nancy. Brabois 54602 VILLERS-LESNANCY http: //www. oseo. fr

CIT : Innovations et propriété industrielle Site INPI régional INPI Lorraine Rue du Faubourg des 3 maisons 54064 NANCY http: //www. inpi. fr

CIT : Approches didactiques Trois approches didactiques de l’innovation technologique L’approche par les produits L’approche par une innovation L’approche d’un système global

CIT : Approche « Produit » Produit 1 Walkman Evolutions Produit 2 i. Pod Evolutions Produit 3 i. Phone Principes scientifiques et technologiques, solutions techniques et principes d’innovation et lois d’évolution Evolutions scientifiques et techniques : • Traitement : Numérisation • Stockage : Mémoires statiques • Utilisation : Interface tactile • Non évolution : restitution par oreillettes Principes d’innovation : • Remplacement du système mécanique • Changement de paramètre (champs) • Universalité Lois d’innovation • Transition vers le micro : le baladeur miniaturisé • Transition vers le super système : le téléphone mobile

CIT : Approche « Innovation » Innovation : accéléromètre de technologie MEMS Principes, réalisation, utilisations Innovation, Principes scientifiques et technologiques Produit 1 i. Phone Evolution Solutions techniques Principes d’innovation et lois d’évolution des téléphones Produit 2 Segway Evolution Solutions techniques Principes d’innovation et lois d’évolution des systèmes de transport individuels Produit 3 WII Principes d’innovation et lois d’évolution des systèmes de jeux vidéo

CIT : Approche « Globale » Thème global d’innovation : la mobilité du futur et la sécurité Innovation, Principes scientifiques et technologiques Radars et sécurité Evolution Solutions techniques Principes d’innovation et lois d’évolution des capteurs de détection de présence GPS et éco conduite Evolution Solutions techniques Principes d’innovation et lois d’évolution des systèmes de positionnement GPS Pare chocs à absorption d’énergie Principes d’innovation et lois d’évolution des systèmes d’absorption de l’énergie d’un choc

CIT : Principes et lois d’innovation Principes d’innovation et lois d’évolution • Equivalent aux lois d’évolutions en biologie, extraits de la théorie TRIZ, sans mise en œuvre des outils méthodologiques associés. • Identification possible : – À partir d’une liste réduite de principes d’innovation (par exemple, de 20 principes sur les 40 formalisés) – À partir d’une liste de 8 lois d’évolution

CIT : Lois d’innovation Lois et de principes d’innovation identifiées sur la fonction « mesurer » associée à des supports simples Loi d’innovation n° 8 (Dynamisme et contrôlabilité) Mètre de menuisier Loi d’innovation n° 2 (Flux d’énergie) Principe 16 « Mobilité » Principe 35 « Changement de paramètre » Réglet Mesurer une distance Télémètre laser ou ultrasons Principe 14 « Sphéricité » Mètre à ruban Loi d’innovation n° 4 (Idéalité)

CIT : Démarche pédagogique La démarche pédagogique • Une démarche globale permettant la découverte : – des principes et lois d’innovation: études de cas – de la créativité technologique : projet de créativité • Des études de cas progressives : – justifiant des démarches d’investigation, – des activités de travaux pratiques • Des activités collectives menées en équipe, donnant lieu : – à des comptes-rendus collectifs – des ouvertures vers l’extérieur du lycée, les entreprises, les formations

CIT : Démarche « Starter » Etudes de cas – démarche d’analyse d’innovations technologiques - Produits ou système global Données technico économiques Questionnement, analyse Identification de l’évolution « produit » Contraintes : normes, brevets, environnement Investigation Activité « starter » Démarche partielle d’analyse et d’identification d’une solution innovante et d’un principe d’innovation Supports simples, accessibles, faciles à analyser. Identification de l’innovation technologique Caractérisation par analogie Identification du principe d’innovation

CIT : Démarche TP d’analyse Etudes de cas – démarche d’analyse d’innovations technologiques - Produits ou système global Données technico économiques Questionnement, analyse Activité avec TP Identification de l’évolution « produit » Contraintes : normes, brevets, environnement Démarche partielle d’analyse et d’identification d’une solution innovante et d’un principe d’innovation associée à un travail pratique d’analyse d’une solution technique Investigation Identification de l’innovation technologique Pour comprendre l’innovation technologique Caractérisation par analogie Identification du principe d’innovation TP relatif au principe de la solution innovante Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations : TP sur le capteur à ultra sons

CIT : Démarche « loi d’évolution » Etudes de cas – démarche d’analyse d’innovations technologiques Activité Loi d’évolution 2 ou 3 produits Observation comparaison Questionnement, analyse Identification de l’évolution technologique Recherche documentaire Démarche partielle d’analyse et d’identification d’une solution innovante, d’un principe d’innovation associée à un TP et des lois d’évolutions associées Pour comprendre l’innovation « produit » Investigation Identification de la solution innovante Identification de la loi d’évolution Caractérisation par analogie Pour comprendre l’innovation technologique Recherche documentaire TP relatif au principe de la solution innovante Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Identification du principe d’innovation

CIT : Démarche de synthèse Etudes de cas – démarche d’analyse d’innovations technologiques Pour comprendre que l’innovation est un facteur de compétitivité Produits ou système global Compte rendu et présentation des résultats Pour faire la synthèse des activités et communiquer Données technico économiques Identification de l’évolution « produit » Pour comprendre que la compétitivité met en œuvre plusieurs dimensions (design, marketing, etc. ) Pour comprendre l’innovation « produit » Identification de la loi d’évolution Caractérisation d’une loi par analogie Contraintes : normes, brevets, environnement… Identification de l’innovation technologique Synthèse Pour comprendre l’innovation technologique Caractérisation d’un principe par analogie Identification du principe d’innovation TP relatif au principe de la solution innovante Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentation sur un principe

- Préambule - CIT : Le projet de créativité Créativité et création technologique • La créativité n’est pas la création. C’est une démarche intellectuelle, culturelle, une disposition ou un état d’esprit qui amène une personne à essayer de créer… lorsqu’il y parvient, on peut alors dire qu’il y a création. • Le projet proposé vise une démarche de projet promouvant la créativité technologique, sans obligation de résultat. • Il s’appuie sur un existant, privilégie les démarches de modification et se conclue par une présentation collective de la démarche.

Projet de créativité technologique CIT : Des idées de projet Un défi technique ou un challenge: défi course en cours, concours robotique… Une amélioration d’un système existant: Créer une attache de mannette WII pour jouer au foot Une réflexion globale pour résoudre un problème: Comprendre le système GPS et imaginer une application particulière Une confrontation à un problème industriel: Découvrir un problème industriel, imaginer des solutions et les confronter à l’entreprise Une relation entre innovations et métiers: Découvrir une entreprise, ses innovations, ses métiers et imaginer des évolutions

CIT : Un projet technologique entier Projet de créativité technologique Phases principales du déroulement d’un projet technologique de créativité : Objectif proposé mais partagé… Démarche collective d’appropriation Identification d’un problème (contradiction) Activité de créativité (brainstorming piloté ) et de choix Favoriser le prototypage rapide des formes, des informations et des énergies Matérialisation des idées (prototypage) Synthèse et présentation de la démarche Produire un dossier numérique de présentation collective formalisant la démarche plus que les résultats.

Projet de créativité technologique CIT : Les étapes du projet Les jalons Les étapes du projet Les productions du groupe Etape d’imprégnation Expression du besoin (principales caractéristiques à atteindre, identification d’une contradiction) Etape de créativité Production du plus grand nombre d’idées possibles Etape de cristallisation Choix raisonné d’une ou deux solutions à explorer Formalisation d’une idée de solution Etape de matérialisation Matérialisation sous forme de modèle, maquette, prototype, expérimentation. Synthèse et compte-rendu collectif J 1 J 2 J 3 J 4

CIT : Déroulement type de la formation Organisation des enseignements Présentation Etude de cas starter Découverte de l’innovation, de principes et des lois associées. Supports simples Brevets, design… Etude de cas 2 Exploration d’une innovation associée à une expérimentation, relatons avec les principes scientifiques et technologiques Entreprises, métiers Etude de cas et synthèse Exploration complète d’une innovation, liens entre principes et lois d’évolution. Synthèse et présentation collective Prototypage Projet de créativité Mise en œuvre d’un projet collectif. Matérialisation de idées créatives. Synthèse et présentation collective.

CIT : Contraintes de formation Projet de créativité technologique Equilibre de l’exploration des 3 champs technologiques : matériau, énergie et information Equilibre des 3 approches de l’innovation : globale, produit, innovation Progressivité des activités d’exploration : études de cas adaptées et projet

Merci de votre attention « Imprégnez-vous des meilleurs choses qui aient été réalisées par des êtres humains puis essayez de les intégrer à ce que vous faite » Steve Jobs Apple